February 22nd, 2016
Burada, kılcal bazlı santrifüjlü bir mikroakışkan cihaz kullanarak, boyutu kontrol edilebilir, monodispers, yağda su (W/O) mikro damlacıkları için basit bir üretim yöntemi gösteriyoruz. Bu yöntem sadece küçük bir numune hacmi gerektirir ve yüksek verimli üretim sağlar. Bu yöntemin hızlı biyokimyasal ve hücresel analizler için faydalı olacağını umuyoruz.
Bu prosedürün genel amacı, kılcal damar bazlı santrifüj eksen simetrik eş akışlı mikroakışkan cihaz kullanarak biyolojik çalışmalar için tek dağılımlı su ve yağ mikro damlacıkları üretmektir. Bu yöntem, sentez, tek moleküllü PCR, tek kapsülleme ve canlı hücrelerin basit modellenme çalışmalarını ilerletmek için biyokimyasal alan için tek dağılmış mikro damlacık üretilmesine yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajları kolay ve ayarlanabilir olmasıdır.
Bir mikrolitreden daha az numune çözeltisi gerektirir ve gerekli boyutta monodispers mikro damlacıklar üretebilir. Prosedürü göstermek, laboratuvarımdan bir doktora sonrası araştırmacı olan Morita olacak. Kılcal damar bazlı mikroakışkan düzeneği, kılcal damar tutucunun hazırlanmasıyla başlar.
Bir freze makinesi kullanarak iki milimetre kalınlığındaki poliasetil plastik plakalardan dört diski frezeleyerek başlayın. Diskler, çubuklar ve vidalarla desteklenen bir sütun oluşturmak için kullanılır. M.2 vidaları kullanarak plakaları monte edin.
İlk olarak, birinci ve ikinci disklerden, tutucunun altını monte edin. Daha sonra vidaları dişli kısımlarından keserek kısaltın. İki diski sabitlemek için dört delikten üçünü bağlayın ve 0,9 santimetrelik bir yığın oluşturun.
Benzer şekilde, tutucunun üst kısmını üçüncü ve dördüncü disklerden monte edin. Plakaları bağlamak için her plakadaki deliklerden ikisini kullanın. Yığını 0,7 santimetre boyunda yapın.
Şimdi, tutucunun üst kısmındaki iki boş deliği, tutucunun alt kısmındaki iki boş delikle birleştirmek için uzun bir vida kullanın. Uzun vida, tutucular arasına yaklaşık iki ila üç milimetre arasında bir boşluk bırakmalı ve vidanın başı, tamamlanmış tutucuyu yaklaşık 2,2 santimetre sarkıtalıdır. Her deney, iki kılcal damardan üretilen yeni bir kılcal damar seti kullanır.
90 milimetrelik bir kılcal damardan, bir cam kesici kullanarak iki iç kılcal damar yapın. Eşit büyüklükte iki bölüm oluşturun. 150 milimetrelik bir kılcal damardan üç iç kılcal bölüm yapın.
Ardından, bir cam çektirme kullanarak, her bir kılcal bölümü keskinleştirin. Çektirme ağırlığını maksimuma ayarlayın ve ısı seviyesini dış kılcal damar için 60-70 dereceye veya iç kılcal damar için 70-80 dereceye ayarlayın. Ardından camı dikkatlice keskinleştirin.
Kılcal damarların daralmış kısımlarının uzunluğunu tavsiye edilen sınırlar içinde tutun. Uçların uzunluğu çok uzun veya kısaysa, doğru uzunluk elde edilene kadar ısıtma elemanını ayarlayın. Şimdi ipuçlarını kesmeye hazırlanın.
İlk olarak, bir kılcal damarı mikroskop aşamasına sabitlemek için şeffaf bir bant kullanın. Ucu hedefin altına sarkıtın. İkinci olarak, cam boncuklarla kaplı bir platin tel kullanarak ucu üç adımda kesin.
İlk olarak, kılcal damarı soğuk bir boncukla temas edecek şekilde kırılmanın gerçekleşmesi gereken yere koyun. İkinci olarak, teli bir ila iki saniye ısıtın. Ardından üçüncü olarak, platin teli soğutarak ucu kesin.
Bu işlem, teli ısıtmak için bir ayak pedalı kontrolü kullanılarak yapılmalıdır. Şimdi, bir mikro forge kullanarak, kılcal deliklerin çaplarını ayarlayın. İki dış cam kılcal damar için deliklerini 60 mikron yapın.
Üç iç kılcal damar için beş, 10 ve 20 mikron çapında delikler açın. Mikro damlacıkları oluşturmak için, önce bir dış cam kılcal damarı ağırlıkça %2 sorbitin monooleat içeren hekzadekan gibi yağ içeren bir yüzey aktif madde ile doldurun. Kılcal damara 10 mikrolitre çözelti yükleyin.
Ardından, yüklü kılcal damarı tutucunun alt kısmına sabitleyin. Daha sonra, kılcal hareket kullanarak, yaklaşık 0.1 mikrolitre sulu çözeltiyi bir iç cam kılcal damara yükleyin. Yüklü iç kılcal damarı tutucunun üst kısmına yerleştirin.
Şimdi, iç kılcal damarı tutucunun karşısına ve dış kılcal damara yerleştirin. Ucu mikroskopla incelerken, iç kılcal damarda dış kılcal damara yavaş ve dikkatli bir şekilde ilerlemek için tutucunun uzun vidasını çevirin. İç kılcal damarı, dış kılcal damarın çapının 100 ila 150 mikron arasında olduğu yere ilerletin.
Şimdi, 1,5 mililitrelik bir mikrotüpün dibine yüzey aktif madde içeren aynı yağdan 100 mikrolitre ekleyin. Bu, bir mikrodoplet toplama tüpü görevi görecektir. Tutucuyu ve kılcal damarları dikkatlice yüklü mikrotüpe yerleştirin.
Dış kılcal damarın mikrotüpteki solüsyonla temas halinde olmadığından emin olun. Ardından, tüpü masa üstü açılır tip bir santrifüje yükleyin. Mikro damlacıkları oluşturmak için, santrifüjü bir veya iki saniye boyunca yerçekiminin 1.600 katında çalıştırın.
Daha sonra, kılcal damarları ve tutucuyu tüpten çıkarın ve tüpte toplanan su-yağ mikro damlacıklarından bir alikot alın. Mikro damlacıkları bir cam slayta çıkarın ve analiz için görüntüleyin. Bu protokolü kullanarak, %2 sorbitin monooleat içeren hekzadekandan yapılmış çeşitli su-yağ mikro damlacıkları.
Beş mikron delik çapına sahip bir iç pipet kullanılarak yapılan damlacıkların çapı ortalama 8.3 mikron olarak ölçüldü. Delik çapı 10 mikron olan bir iç pipet kullanılarak yapılan damlacıkların çapı ortalama 12.7 mikron olarak ölçüldü. 20 mikronluk bir deliğe sahip bir iç pipet kullanılarak yapılan damlacıkların çapı yaklaşık 17.9 mikrondu.
Bu nedenle, bu yöntem, iç kılcal deliğin boyutuna yakın bir çapa sahip monodispers mikro damlacıklar üretir. Bu videoyu izledikten sonra, kantitatif kimyasal deneyler için tek dağılımlı su ve yağ mikro damlacıklarının boyutunun nasıl üretileceğini ve kontrol edileceğini iyi anlamış olmalısınız. Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik uygun şekilde yapılırsa beş ila 10 dakika içinde yapılabilir.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Bu makale, kılcal bazlı santrifüj mikroakışkan cihaz kullanarak boyut kontrollü, monodispers su-yağ mikrodamlaları üretme yöntemini gösterir. Teknik, verimlidir, minimal numune hacmi gerektirir ve biyokimyasal analizler için yüksek verimli üretimi sağlar.
Rapid, size-controllable generation of monodisperse microdroplets enables scalable miniaturization of biochemical assays and single-cell analyses in early discovery workflows. This capillary-based centrifugal microfluidic device conserves precious biological samples while supporting high-throughput, quantitative experimentation. The approach strengthens predictive confidence and reproducibility at critical inflection points in biopharma R&D pipelines.
This device integrates into the discovery-to-preclinical continuum by enabling miniaturized, quantitative assays for target validation, screening, and translational research.